这个蚂蚁其实明没有影响到远方的点数,一点都没有。
它只是爬进了(红色,1 点)的那一个骰子面而已。
如果我们不承认多重现实的存在,那么我们只能说,蚂蚁爬进了红色的面的时候,蓝色的那一面就消失了。
这样才会有「远距离幽灵」的事情发生。
然而,如果我们抛去这个假设前提,我们就认为整个骰子就是多面的现实,那么这个「非定域」就显得完全不必要了。
当它看到红色的时候,它并没有「坍缩」掉点数,而只是选择了骰子的一个面而已。
这里没有什么非定域性:无论是点数 1 还是点数 5,早就已经在那儿了,只是我选择了其中的一个面而已。
而同时,基于「蚂蚁本身也是叠加态」这现实,蚂蚁的另外一个副本在另外一个分支当中「爬进了」蓝色的面。
好了,类比结束,我们回到量子纠缠,
如果我们不预设「坍缩」的前提,我们发现 Alice 和整个系统纠缠在一起而不可分了。
整个世界分成了两个「分支」的叠加。
这就是多世界理论中的所谓「世界分支」。
于是,Alice 的一个副本「进入」到{A↑B↑}的「世界」中,另一个副本「进入」到{A↓B↓}的「世界」中。
她看到上旋,立刻知道 Bob 会看到上旋,恰如小虫子爬进了红色的面,立刻知道遥远的地方有一个点数。
一切的关键,就是我们抛弃「单一世界假设」这样的前提,就像虫子抛弃「单面骰子假设」一样,简单!(狗头)
Vaidman [3]曾经专门用 GHZ 态解释了一个变种的贝尔不等式,并论证了为何它在多世界中并不意味着非定域。
他说:
「对我而言,贝尔不等式是接受多世界理论的第一原因。
……我非常遗憾,当我 1989 年有幸与贝尔面谈的时候,没有把这一切(为何多世界是定域的)阐述清楚。」
类似地,量子力学中有些匪夷所思的现象,如果我们能够承认一个匪夷所思的前提 —— 叠加态的现实性,就突然变得自然而然起来。
例如,在著名的 Elitzur–Vaidman 炸弹实验中,如果我们认定了「单一世界」,那么我们必然会得到一个悖论。
在有些时候,即使是你与一个系统不发生任何的相互作用,你仍然可以获得它的一些信息。
这个现象令人难以理解,但是在多世界理论中,它却非常自然。
因为你的确和这个系统发生相互作用了 —— 这种相互作用发生在和你叠加的另一个「世界」中。
当然,他的观点也有人质疑,这里就不多谈了。
在量子力学里,几乎每一个观点都会跟着一堆质疑,我们无法穷究下去,这样会变得没完没了。
另外,MIT 的 Rubin 也曾经论述,这里有一段话很有意思 (加黑部分是我自己加黑的,非原文加黑):
「In the Everett interpretation these possible outcomes and probabilities, completely computable from the locally-transported information, completely characterize the results of measurements. In interpretations in which only a single outcome occurs in measurement-type interactions, additional information must be added to completely characterize the outcome of measurement-type interactions: namely, which outcome actually occurred. This information, of course, is not carried in the quantum operators.」
大致意思就是,多世界理论的所有关于概率的计算,都满足信息传递的定域性。
而单一世界理论却需要一个额外的信息,就是「究竟哪一个观察结果才会真正发生」。这个信息不能从量子力学自身中得到,而是外部加入进去的,并且加入得有些儿戏。
这个额外的信息恰恰就是非定域性的来源。
这就是为何当初 Dewitt 在大力推广 Everrett 的多世界理论的时候,曾经这么说,
「爱因斯坦如果能活着看到这个理论的话,他会非常开心的。」
参考资料:
1、Alice 和 Bob 是两个在现代物理学中的传奇人物,几乎每一个思想实验中需要有人做出观测,都会把他俩请出来干这件事,因而他们在理论物理界大名鼎鼎,他们的地位,就相当于你们数学应用题中的「小红」和「小明」。
离开了小红和小明,你们的数学课就没法上了。
同样地,离开了 Alice 和 Bob,科学家们就不会思考了……
2、Paul C. W. Davies and Julian R. Brown, 1986,The Ghost in the Atom: A Discussion of the Mysteries of Quantum Physics, pp. 45-46
3、arXiv:1501.02691v1
4、arXiv:quant-ph/0204024备案号:YXA1B5kx4vNUwK3Z5oMCEGEO